In this paper, we suggest that how to improve an accuracy of mobile robot's localization by using the sensor network information which fuses the machine vision camera, encoder and IMU sensor. The heading value of IMU sensor is measured using terrestrial magnetism sensor which is based on magnetic field. However, this sensor is constantly affected by its surrounding environment. So, we isolated template of ceiling using vision camera to increase the sensor's accuracy when we use IMU sensor; we measured the angles by pattern matching algorithm; and to calibrate IMU sensor, we compared the obtained values with IMU sensor values and the offset value. The values that were used to obtain information on the robot's position which were of Encoder, IMU sensor, angle sensor of vision camera are transferred to the Host PC by wireless network. Then, the Host PC estimates the location of robot using all these values. As a result, we were able to get more accurate information on estimated positions than when using IMU sensor calibration solely.
In the GPS/DR integrated system, the GPS position(or velocity) is used to compensate the DR output and to calibrate errors of the DR sensor. This synergistic relationship ensures that the calibrated DR accuracy can be maintained even when the GPS signal is blocked. Because of the observability problem, however, the DR sensors are not sufficiently calibrated when the vehicle speed is low. This problem can be solved if we use a multi-antenna GPS receiver for attitude determination instead of conventional one. This paper designs a two-antenna GP receiver integrated with DR sensors. The proposed integration system has three remarkable features. First, the DR sensor can be calibrated regardless of the vehicle speed with the aid of two-antenna GPS receiver. Secondly, the search space of integer ambiguities in GPS carrier-phase measurements is reduced to a part of the surface of the sphere using DR heading. Thirdly, the detection resolution of cycle-slips in GPS carrier-phase measurements is improved with the aid of DR heading. From the experimental result, it is shown that the search space is drastically reduced to about 3/20 of the non-aided case and the cycle-slips of 1 or half cycle can be detected.
구조 요원 위치 추적을 위해 Wi-Fi 기반 위치 추적 기술을 이용하는 경우, 거리 측정 정보를 제공하지 않는 Wi-Fi의 특성상 RSSI 핑거프린트 데이터베이스나 신호 감쇄 모델을 이용하여 거리측정치를 생성해 내어야 한다. 그러나 구조 현장에서 임시로 구축되는 데이터 통신 네트워크에서는 사전에 데이터베이스 구축이 어려워 적용이 곤란하다. 본 논문에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 통신 네트워크 구축을 위해 사용된 전개식 AP의 근접 정보와 보행 항법 정보를 이용하여 복수 구조 요원의 위치 추적 방법을 연구하였다.
스마트폰을 이용한 실내 항법 시스템은 대형 실내 시설에서 사용자의 위치 기반 서비스를 위해 매우 중요한 기반 기술이다. 이를 위해서 스마트폰에 내장된 가속도 센서와 자이로 센서를 이용하여 사용자의 이동 거리와 방향을 추정할 수 있다면 추가적인 외부 환경이 필요 없으므로 매우 유용한 기술이 된다. 본 논문은 일반적인 스마트폰에 Pedestrian Dead Reckoning(PDR) 기술과 칼만 필터를 적용하여, 사용자가 스마트폰을 가슴 앞에 잡고서 이동하면서 위치를 추적하는 실내에서의 항법 시스템 기술에 관한 것이다. 특히 회전 방향각을 추정하기 위하여 확장 칼만 필터가 설계되었고 실험적으로 일정속도로 보행하는 경우에 그 성능이 검증되었다.
본 연구에서는 전술급 무인항공기의 GPS 신호간섭 및 재밍(Jamming)/기만(Spoofing) 공격 시 위치항법 정보의 취약성을 보완하기 위해 개발한 영상정보 기반 실시간 비행체 위치보정 시스템을 기술하고자 한다. 전술급 무인항공기는 GPS 두절 시 항법장비가 GPS/INS 통합항법에서 DR/AHRS 모드로 전환하여 자동비행이 가능하나, 위치 항법의 경우 대기속도 및 방위각을 활용한 추측항법(DR, Dead Reckoning)으로 인해 시간이 지나면 오차가 누적되어 비행체 위치 파악 및 데이터링크 안테나 자동추적이 제한되는 등의 문제점을 갖고 있다. 이러한 위치 오차의 누적을 최소화하기 위해 영상감지기를 이용한 특정지역 위치보정점을 바탕으로 비행체 자세, 영상감지기 방위각/고각 및 수치지도 데이터(DTED)를 활용하여 비행체 위치를 계산하고 이를 실시간으로 항법장비에 보정하는 시스템을 개발하였다. 또한 GPS 시뮬레이터를 이용한 지상시험과 추측항법 모드의 비행시험으로 영상정보 기반 실시간 비행체 위치보정 시스템의 기능 및 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 위성항법장치 (GPS; global positioning system)를 보조센서로 사용하는 위치추정알고리즘의 성능을 검증하기 위해 호버링타입 무인잠수정에 알고리즘을 적용하여 실제 해역에서 실험을 수행하였다. 적용된 알고리즘은 무인잠수정에 탑재된 도플러 속도계 (DVL; doppler velocity logger), TCM (tilt-compensated compass module)을 이용한 추측항법의 시간에 따라 누적되는 위치오차를 개선하기 위한 알고리즘이다. 수면에서 GPS 위치정보를 수신하여 무인잠수정의 위치와 진북에 대한 TCM의 방향각 바이어스 오차를 추정하고, 이를 통해 진북 (geodetic north) 기준의 좌표계에 대한 추측항법을 수행한다. 실제 해역에서 방향각 제어 실험을 수행한 결과, 위치추정알고리즘을 통해 기존 추측항법의 위치오차가 개선되고 TCM의 방향각 바이어스 오차를 추정함을 확인하였다.
추측항법과 Loran C 항법을 결합한 Hybrid 항법의 정도를 평가하기 위하여, 군산수산전문대학 실습선 전북 401, 403 호에 설치되어 있는 Hybrid항법장치를 이용하여 1982년 7월부터 1983년 6월 사이에 한국서해안 해역에서 실선관측을 행하여 그 측위의 정도를 Radar 위치와 비교.검토한 결과는 다음과 같다. 1. 9970, 5970 Chain의 Loran C 시간차의 표준편차는 각각 약 0.21$\mu$s, 약 0.06$\mu$s로 5970 Chain의 시간차 변동이 9970 Chain보다 적었다. 2. Hybrid위치와 Loran C 위치는 Radar 위치와의 편위거리가 각각 약 0.4 mile, 약 0.51 mile로서 Hybrid 항법이 Loran C 항법보다 정도가 더 높았다. 3. Hybrid 위치와 Loran C의 계산기 simulation 위치는 Radar 위치와의 위치거리가 각각 0.4 mille, dir 0.98 mile로 Hybrid 항법이 Loran C의 계산기 simulation 위치보다 정도가 더 높았으며, 추측위치의 미소한 변동에 대한 Loran C의 변위량을 보정하면 Loran C의 계산기 simulation 위치의 정도도 더 높일 수 있음을 알 수 있었다.
본 논문에서는 온라인 게임과 같은 대규모 네트워크가상환경에서의 서버와 클라이언트간에 교환되는 정보의 대부분을 차지하는 공유객체의 이동에 대한 데드레커닝 알고리즘을 마코프 체인 (Markov Chain)을 이용하여 모델링하고 그것의 성능을 해석한다. 그리고 사용자측면에서는 거의 성능지하가 없으면서 전체적으로 네트워크부하를 줄여서 서버가 보다 많은 클라이언트를 처리해 굴 수 있도록 하기 위한 데드레커닝 문턱값의 제어기법들을 소개한다.
제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
/
pp.133-138
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1993
This paper presents neural network based position estimation method in slippery environment as an approach to solve one of problems which are engaged in dead reckoning method. Position estimator is composed of slip detector and linear velocity estimator. Both of them are based on the fact that dynamic characteristic of mobile robot in slippery environment is different from the case without slip. To find out the dynamic relation among driving torque, angular acceleration of driving wheel and linear acceleration of mobile robot, accelerometer is used for measuring acceleration of mobile robot and neural network is used for dynamic system identifier in slippery environment.
In this paper, low cost inertial sensor and compass were used instead of encoder for localization of mobile robot. Movements by encoder, movements by inertial sensor and movements by complementary filter with inertial sensor and compass were analyzed. Movement by complementary filter was worse than by only inertial sensor because of imperfection of compass. For the complementary filter to show best movements, compass need to be compensated for position error.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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